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磁界と温度の2つのリスク要因を分離配置した超伝導コイルの 熱電磁特性評価と最適設計

研究課題

研究課題/領域番号 22360120
研究種目

基盤研究(B)

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
研究機関鹿児島大学

研究代表者

住吉 文夫  鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (20136526)

研究分担者 川越 明史  鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (40315396)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2012年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2011年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2010年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード超伝導 / コイル / 線材 / 導体 / 損失 / 安定性 / 電磁特性 / 健全性 / 診断
研究概要

超伝導コイルの性能を向上させるために,巻線の磁界最大点と温度最高点を分離するという新しい発想のコイル設計法を提案した。まず,超伝導テープ線やコイル周辺のポインチングベクトル分布を測定する手法を開発した。またこの測定法を応用して,コイルの局所損失状態の推定法も確立させた。次に,MgB_2テープ線を使った試作導体が,素線間を低抵抗接続した高安定型 NbTi ラザフォードケーブルと同等以上の高い安定性を有していることを明らかにした。さらに,局所的な磁界変化を抑制する新しい損失低減方法を提案し,Bi-2223 コイルを使って,本手法の有効性を実証した。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (39件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Diagnosis of wining conditions in high temperature superconducting coils by applying Poynting's vector method2013

    • 著者名/発表者名
      A. Kawagoe, H. Moribe, K. Kakiyama, F. Sumiyoshi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AC Loss Measurements of HTS Long Tapas Formed into a Solenoidal Coil Shape Simultaneously Exposed to AC transport Currents and AC External Magnetic Fields by Improved Poynting's Vector Method2013

    • 著者名/発表者名
      M. Mukai, M. Furukawa, H. Sakuda, A. Kawagoe, F Sumiyoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty-Forth International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2012

      ページ: 853-856

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved poynting's Vector Method: Estimations of Electromagnetic Properties of HTS Tapes Simultaneously Exposed to AC Transport Currents and External Magnetic Fields2013

    • 著者名/発表者名
      H. Sakuda, T. Tokuda, M. Mukai, A. Kawagoe, F. Sumiyoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty-Forth International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2012

      ページ: 849-852

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved poynting’s Vector Method: Estimations of Electromagnetic Properties of HTS Tapes Simultaneously Exposed to AC Transport Currents and External Magnetic Fields2013

    • 著者名/発表者名
      Mikinari Mukai
    • 雑誌名

      24th International Cryogenic Engineering Conference-International Cryogenic Materials Conference 2012(ICEC 24 - ICMC 2012)

      巻: 無 ページ: 849-852

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AC Loss Measurements of HTS Long Tapas Formed into a Solenoidal Coil Shape Simultaneously Exposed to AC transport Currents and AC External Magnetic Fields by Improved Poynting's Vector Method2013

    • 著者名/発表者名
      Mikinari Mukai
    • 雑誌名

      24th International Cryogenic Engineering Conference-International Cryogenic Materials Conference 2012(ICEC 24 - ICMC 2012)

      巻: 無 ページ: 853-856

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Poynting’s Vector Method:AC Loss Measurement of HTS Tapes Formed into a Short Straight or a Solenoidal Coi2012

    • 著者名/発表者名
      F. Sumiyoshi
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 36 ページ: 1534-1539

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2012.06.206

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高温超伝導コイルで発生する常伝導領域の非接触型検出法-低温容器外周のピックアップコイル群を使う新しい測定法の提案-2011

    • 著者名/発表者名
      川越明史、藤岡直人、木元武尊、住吉文夫
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: Vol. 46, No. 8 ページ: 481-488

    • NAID

      10029655920

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an MgB2Coil Wound with a Parallel Conductor Composed of Two Tapes with Insulation2011

    • 著者名/発表者名
      A. Kawagoe, K. Matsushima, Y. Yoshidome, S. Kawabata, F. Sumiyoshi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond

      巻: Vol. 21, No. 3 ページ: 1612-1615

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an MgB_2 Coil Wound With a Parallel Conductor Composed of Two Tapes With Insulation2011

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Kawagoe
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Appl.Supercond.

      巻: 21 号: 3 ページ: 1612-1615

    • DOI

      10.1109/tasc.2010.2090031

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高温超伝導コイルで発生する常伝導領域の非接触型検出法  ‐低温容器外周のピックアップコイル群を使う新しい測定法の提案‐2011

    • 著者名/発表者名
      川越明史
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 46 号: 8 ページ: 481-488

    • DOI

      10.2221/jcsj.46.481

    • NAID

      10029655920

    • ISSN
      0389-2441, 1880-0408
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ピックアップコイル対による高温超伝導コイルの健全性診断2012

    • 著者名/発表者名
      柿山昂佑、他 3 名
    • 学会等名
      第86回2012 年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      岩手県
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 高アスペクト比のテープ線材を用いた超伝導パルスコイルの性能向上-新しい交流損失低減方法-2012

    • 著者名/発表者名
      片山拓郎、他 3 名
    • 学会等名
      第86回2012 年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      岩手県
    • 年月日
      2012-11-07
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Diagnosis of wining conditions in high temperature superconducting coils by applying Poynting's vector method2012

    • 著者名/発表者名
      A. Kawagoe
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference (ASC 2012)
    • 発表場所
      USA
    • 年月日
      2012-10-09
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による高温超伝導短尺直線線材の交流損失測定2011

    • 著者名/発表者名
      作田大夢
    • 学会等名
      第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法によるソレノイドコイル形状長尺HTS線材の交流損失測定装置の改良-同時掃引時の交流損失特性に及ぼすサンプル自己磁界の向きの影響-2011

    • 著者名/発表者名
      向井実樹成
    • 学会等名
      第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MgB_2テープ線を用いた転位導体の開発2011

    • 著者名/発表者名
      北村裕紀、他
    • 学会等名
      第85回 2011 年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集
    • 発表場所
      石川県
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] MgB_2テープ線を用いた転位導体の開発2011

    • 著者名/発表者名
      北村裕紀
    • 学会等名
      第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ピックアップコイルを用いた高温超伝導コイルの非接触運転監視・診断システムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      森部裕章
    • 学会等名
      第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Measurements of Electromagnetic Properties of High Temperature Superconducting Tapes by Poynting's Vector Method2011

    • 著者名/発表者名
      A. Kawagoe
    • 学会等名
      The 15th Japan-US Workshop on Advanced Superconductors (invited)
    • 発表場所
      Japan.
    • 年月日
      2011-10-29
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Measurements of Electromagnetic Properties of High Temperature Superconducting Tapes by Poynting's Vector Method2011

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Kawagoe
    • 学会等名
      The 15th Japan-US Workshop on Advanced Superconductors
    • 発表場所
      住友クラブ(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 室温空間に設置したピックアップコイル群を用いる高温超伝導コイルの非接触型異常測定法2011

    • 著者名/発表者名
      川越明史
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所高温超伝導マグネット応用技術に関する若手研究会-安定性・機械特性・コイル化など-
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Improved Poynting's Vector Method : AC Loss Measurement of HTS Tapes Formed into a Short Straight or a Solenoidal Coil2011

    • 著者名/発表者名
      Fumio Sumiyoshi
    • 学会等名
      European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2011)
    • 発表場所
      The World Forum Conference Centre in the Hague
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法を用いたソレノイドコイル形状長尺HTS線材の交流損失測定2011

    • 著者名/発表者名
      向井実樹成
    • 学会等名
      公益社団法人低温工学・超電導学会九州・西日本支部2011年度第3回日韓超電導ワークショップ
    • 発表場所
      健康文化村カルチャーリゾートフェストーネ
    • 年月日
      2011-07-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低温容器外周のピックアップコイル群を使う高温超伝導コイル巻線で発生する常伝導領域の非接触型検出法2011

    • 著者名/発表者名
      川越明史
    • 学会等名
      第84回2011年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構研究交流センター
    • 年月日
      2011-05-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による超伝導変圧器の運転モニタリングシステムの開発4-誘導性負荷変動中の常伝導転移の検出-2011

    • 著者名/発表者名
      小坂亮大
    • 学会等名
      第84回2011年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構研究交流センター
    • 年月日
      2011-05-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による高温超伝導線材の交流損失測定装置の改良-固定型ピックアップコイル群とポテンシャルリード群を用いた同時掃引時の測定-2011

    • 著者名/発表者名
      八重山洋平
    • 学会等名
      第84回2011年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構研究交流センター
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による高温超伝導短尺線材の交流損失測定2011

    • 著者名/発表者名
      作田大夢
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会 九州・西日本支部2011年度支部研究会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-04-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法によるコイル形状長尺超伝導線材の交流損失測定2011

    • 著者名/発表者名
      向井実樹成
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会 九州・西日本支部2011年度支部研究会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-04-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ピックアップコイルを用いた超伝導変圧器の運転監視装置の開発2011

    • 著者名/発表者名
      濱田佳志
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会 九州・西日本支部2011年度支部研究会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-04-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ピックアップコイルを用いた電気エネルギーフローの測定による高温超伝導コイルの非接触型局所異常検出2010

    • 著者名/発表者名
      藤岡直人
    • 学会等名
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による超伝導変圧器の運転モニタリングシステムの開発3-負荷変動中の巻線異常の検出-2010

    • 著者名/発表者名
      小坂亮大
    • 学会等名
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2010-12-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による高温超伝導線材の交流損失特性評価-測定子のマルチ配置による多点同時測定-2010

    • 著者名/発表者名
      八重山洋平
    • 学会等名
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 伝導冷却環境における超伝導導体の熱電磁特性の評価2010

    • 著者名/発表者名
      宮野宏斗
    • 学会等名
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 絶縁ありMgB_2並列導体で巻き線したコイルの開発2-交流損失特性-2010

    • 著者名/発表者名
      文太俊
    • 学会等名
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Detection of local conditions in superconducting coil by using Poynting's vector method2010

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Kawagoe
    • 学会等名
      International Workshop on Coated Conductors for Applications 2010
    • 発表場所
      福岡SRPセンタービル
    • 年月日
      2010-10-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of an MgB_2 coil wound with a parallel conductor composed of two tapes with insulation2010

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Kawagoe
    • 学会等名
      2010 Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      Omni Shoreham Hotel
    • 年月日
      2010-08-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法を用いた超電導トランスの状態監視2010

    • 著者名/発表者名
      川越明史
    • 学会等名
      電気学会超電導応用電力機器研究会
    • 発表場所
      九州電力株式会社総合研究所
    • 年月日
      2010-06-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法を用いた高温超伝導コイルの局所異常検出2010

    • 著者名/発表者名
      木元武尊
    • 学会等名
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      川崎市産業振興会館
    • 年月日
      2010-05-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による超伝導変圧器の運転モニタリングシステムの開発2-巻線異常とエネルギーフローの関連-2010

    • 著者名/発表者名
      羽生大仁
    • 学会等名
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      川崎市産業振興会館
    • 年月日
      2010-05-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 瞬低SMES用伝導冷却型パルスコイルの設計2010

    • 著者名/発表者名
      牧原知広
    • 学会等名
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      川崎市産業振興会館
    • 年月日
      2010-05-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 素線間絶縁ありMgB_2並列導体で巻線したコイルの開発2010

    • 著者名/発表者名
      吉留佑介
    • 学会等名
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      川崎市産業振興会館
    • 年月日
      2010-05-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] The measuring method of ac losses in superconducting coils during ac operations by using pick-up coils

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Morinaga
    • 学会等名
      24th International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2012
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Improved Poynting's Vector Method: Estimations of Electromagnetic Properties of HTS Tapes Simultaneously Exposed to AC Transport Currents and External Magnetic Fields

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Sakuda
    • 学会等名
      24th International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2012
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] AC Loss Measurements of HTS Long Tapas Formed into a Solenoidal Coil Shape Simultaneously Exposed to AC transport Currents and AC External Magnetic Fields by Improved Poynting's Vector Method

    • 著者名/発表者名
      Mikinari Mukai
    • 学会等名
      24th International Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2012
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Diagnosis of winding conditions in high temperature superconducting coils by applying Poynting's vector method

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Kawagoe
    • 学会等名
      2012 Applied Superconductivity Conference (ASC 2012)
    • 発表場所
      Oregon Convention Center
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高アスペクト比のテープ線材を用いた超伝導パルスコイルの性能向上―新しい交流損失低減方法―

    • 著者名/発表者名
      片山拓郎
    • 学会等名
      第86回2012年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      いわて県民情報交流センター
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法を用いたソレノイドコイル形状HTS線材の斜め磁界印加時の交流損失測定

    • 著者名/発表者名
      古川匡玄
    • 学会等名
      第86回2012年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      いわて県民情報交流センター
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ポインチングベクトル法による超伝導変圧器の運転モニタリングシステムの開発―局所異常発生時の測定―

    • 著者名/発表者名
      樋渡裕紀
    • 学会等名
      第86回2012年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      いわて県民情報交流センター
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ピックアップコイル対による高温超伝導コイルの健全性診断

    • 著者名/発表者名
      柿山昂佑
    • 学会等名
      第86回2012年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      いわて県民情報交流センター
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eee.kagoshima-u.ac.jp/sumilab/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eee.kagoshima-u.ac.jp/~sumi-lab/research.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eee.kagoshima-u.ac.jp/~sumi-lab/reseach.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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