イットリウム系超電導コイルの偏流現象解明と大電流容量化に関する設計指針の確立

• 研究課題/領域番号: 23560309
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 津田 理 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10267411)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011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: 超電導 / コイル / 偏流 / 電流分布 / イットリウム / 超電導コイル

研究概要

本研究では、複数のY系テープ線を束ねた集合導体で作製した複数のパンケーキコイルをトロイダル配置する場合と、１本のY系テープ線で作製した複数のパンケーキコイルを並列接続してトロイダル配置する場合の電流分布を解析と実験で評価し、偏流現象の原因および大電流容量化への設計指針について検討した。その結果、複数のテープ線を束ねる場合、テープ線間の距離が小さいため、製作誤差に伴う各テープ線の自己インダクタンスの変化が偏流現象に大きく影響することがわかった、このため、Ｙ系テープ線を用いた大電流容量トロイダルコイルを設計する場合は、単線で作製したパンケーキコイルを並列接続してトロイダル配置する方法が有効である。

研究成果

• [雑誌論文] ダブルパンケーキコイルで構成した種々のコイル配置に用いる多重HTS テープ導体の電流分布一様化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後村直紀、高橋利典、宮城大輔、津田理、濱島高太郎
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 47 号: 4 ページ: 251-256
  • DOI: 10.2221/jcsj.47.251
  • NAID: 130004457469
  • ISSN: 0389-2441, 1880-0408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homogeneous current distribution experiment in a multi-laminated HTS tape conductor for a double-pancake coil of SMES (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Atomura、T. Takahashi、Y. Chiba、M. Tsuda、T. Hamajima、K. Shikimachi、N. Hirano、S. Nagaya
  • 雑誌名: Physica C 巻: vol.471 号: 21-22 ページ: 1395-1398
  • DOI: 10.1016/j.physc.2011.05.202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current Distribution in YBCO Coated Conductors of Toroidal Coil Composed of Multiple Double Pancake Coils (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tsuda、T. Hamajima
  • 雑誌名: Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 巻: vol.24 号: 1-2 ページ: 999-1006
  • DOI: 10.1007/s10948-010-0872-z
  • 査読あり
• [学会発表] A Suitable Design Method of SMES Coil for Reducing Superconducting Wire Usage Considering Maximum Magnetic Field (2013)
  • 著者名/発表者名: Yo Saichi、Daisuke Miyagi、Makoto Tsuda
  • 学会等名: 23rd International Conference on Magnet Technology
  • 発表場所: ボストン米国
  • 年月日: 2013-07-15
• [学会発表] SMES用超電導コイルの最大磁場と線材使用料の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 最知庸、大野真、宮城大輔、津田理、濱島高太郎
  • 学会等名: 2013年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] Homogeneous Current Distribution in Multi-laminated HTS Tape Conductor for Pancake Coil of SMES (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hamajima、Y. Chiba、N. Atomura、T. Takahashi、D. Miyagi、M. Tsuda、K. Shikimachi、N. Hirano and S. Nagaya
  • 学会等名: The EUCAS-ISEC-ICMC 2011
  • 発表場所: ハーグオランダ
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 鉄心を用いた低コストSMESの概念検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊沢拓人、宮城大輔、津田理、濱島高太郎
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] SMES用超電導コイルの最大磁場と線材使用料の関係
  • 著者名/発表者名: 最知庸，大野真，宮城大輔，津田理，濱島高太郎
  • 学会等名: 2013年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] A Suitable Design Method of SMES Coil for Reducing Superconducting Wire Usage Considering Maximum Magnetic Field
  • 著者名/発表者名: Yo Saichi; Daisuke Miyagi; Makoto Tsuda
  • 学会等名: 23rd International Conference on Magnet Technology
  • 発表場所: ボストン，アメリカ
• [備考]
  • URL: http://www.ecei.tohoku.ac.jp/hamajima/top.html