高温超伝導回転機用電機子巻線の交流損失低減手法の系統的研究

• 研究課題/領域番号: 26289072
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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: 新潟大学
• 研究代表者: 福井 聡 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70293199)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2014年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 高温超伝導コイル / 高温超伝導回転機 / 交流損失

研究成果の概要

本研究は，交流回転機で一般的に用いられる分布巻電機子巻線に高温超伝導線材を適用するための基盤研究として，小型コイルとスロットのある積層電磁鋼板と組み合わせて交流損失を評価するための模擬試験装置を開発し，交流損失低減法を研究した。FEM解析により，コアのスロット内で試験コイルに加わる垂直磁界分布を解析し，スロット内のコイル近傍に磁性体を配置することにより，垂直磁界を低減できることを見出した。単相及び三相の模擬試験装置に用いて，スロット内の試験コイル巻線近傍に磁性体を配置することによる交流損失低減効果を実証した。特に，Y系コイルによる試験では，最大で50%程度損失を低減できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Investigation of AC Loss Characteristics in HTS Tape With Rotating Magnetic Field (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Ogawa; S. Fukui; T. Oka; Y. Sano; M. Ogawa; S. T. Ranecky
  • 雑誌名: 10.1109/TASC.2017.2651099 巻: Vol.27 号: 4 ページ: 5900504-5900504
  • DOI: 10.1109/tasc.2017.2651099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on AC Loss Reduction in HTS Coil for Armature Winding of AC Rotating Machines (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fukui, S. Tsukamoto, K. Nohara, J. Ogawa, T. Sato and T. Nakamura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: Vol.26 号: 4 ページ: 5203705-5203705
  • DOI: 10.1109/tasc.2016.2535208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Investigation of AC Loss Characteristics of Stacked HTS Tapes in an Iron Core (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Ogawa, Satoshi Fukui, Tetsuo Oka, Tatsuya Sakurai, Yuki Sano, Hiroaki Tada, and Yuto Yoshii
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: Volume 26 , Issue 4 号: 4 ページ: 2543504-2543504
  • DOI: 10.1109/tasc.2016.2543504
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Study on AC Loss Reduction in HTS Coils With Iron Core by Flux Modification Using Magnetic Material in 3-phase AC Condition (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Fukui, J. Ogawa, K. Nohara, Y. Kobu, J. Takahashi, T. Sato, T. Nakamura
  • 学会等名: Asian International Cryogenic Materials Conference
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2016-11-07
• [学会発表] 磁性体による磁束変調を利用した鉄心付きHTS コイルの交流損失低減 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福井 聡，野原 和貴，古布 祐太，小川 純，佐藤 孝雄，中村 武恒
  • 学会等名: 電気学会 超電導機器/金属・セラミックス合同研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-06-28
• [学会発表] 交流回転機の電機子巻線への適用に向けたHTSコイルの交流損失低減手法の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福井聡，塚本翔午，小川純，佐藤孝雄，中村武恒
  • 学会等名: 平成27年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東京都市大学
  • 年月日: 2015-03-24