高効率電力変換器の実現を目指した極細多芯高温超伝導薄膜スイッチング素子の開発

• 研究課題/領域番号: 26630113
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 東川 甲平 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (40599651)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 高温超伝導線材 / スイッチング素子 / マルチフィラメント / 交流損失 / ハードウェア閉ループ試験

研究成果の概要

本研究の目的は、高効率電力変換器の実現を目指した極細多芯高温超伝導薄膜スイッチング素子の開発である。環境への意識の高まりと電力自由化の流れから再生可能エネルギーの大量導入が期待されるが、その電力系統への連系と安定運用のために必要不可欠となる電力変換器に関して、無損失となることも期待される超伝導化の可能性を検討する。具体的には、超伝導スイッチング素子の実用化へのボトルネックとなっていた交流損失の問題を解決する高温超伝導線材の極細多芯（マルチフィラメント）化技術を開発し、さらに同線材のスイッチング動作の実証に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Hardware-in-the-loop Simulation of Superconducting Devices for DC Electric Railway Systems Based on a Real-time Digital Simulator (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa, S. Urasaki, M. Inoue, M. Tomita, T. Kiss
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 未定 号: 4 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1109/tasc.2016.2536562
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 走査型ホール素子顕微鏡による超伝導線材の局所<i>J</i>_c分布評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 井上 昌睦, 木須 隆暢
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 49 号: 9 ページ: 485-493
  • DOI: 10.2221/jcsj.49.485
  • NAID: 130004700356
  • ISSN: 0389-2441, 1880-0408
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 人工ピンを導入したREBCO線材における磁界中局所臨界電流の長手方向分布評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福崎 貴裕, 東川 甲平, 今村 和孝, 井上 昌睦, 五十嵐 光則, 柿本 一臣, 飯島 康裕, 和泉 輝郎, 木須 隆暢
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東工大 大岡山キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Analysis of in-field Critical Current Distribution in a Long RE-123 Coated Conductor Based on Reelto-reel Continuous Magnetization Measurement (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Fukuzaki, Kohei Higashikawa, Kazutaka Imamura, Masayoshi Inoue, Akira Ibi, Teruo Izumi, Takanobu Kiss
  • 学会等名: JSAP Kyushu Chapter Annual Meeting 2015
  • 発表場所: University of the Ryukyu, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2015-12-05
• [学会発表] Interaction between Power Grid Network and Superconducting Power Devices Analyzed by Hardwarein-the-loop Simulation Using Real-time Digital Simulator (2015)
  • 著者名/発表者名: Shogo Urasaki, Kohei Higashikawa, Masayoshi Inoue, Yusuke Fukumoto, Masaru Tomita, Takanobu Kiss
  • 学会等名: JSAP Kyushu Chapter Annual Meeting 2015
  • 発表場所: University of the Ryukyu, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2015-12-05
• [学会発表] 実時間デジタルシミュレータを用いたハードウェア閉ループ試験：系統事故時の過電流通電を想定した高温超伝導線材の過渡的挙動に関する考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 浦崎 祥悟, 井上 昌睦, 福本 祐介, 富田 優, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2015年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 姫路商工会議所
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] 長尺RE-123線材における局所臨界電流の長手方向分布の統計性に関する考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上津原 大, 東川 甲平, 井上 昌睦, 衣斐 顕, 和泉 輝郎, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2015年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 姫路商工会議所
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] Hardware-in-the-loop Simulation of Superconducting Devices for DC Electric Railway Systems Based on a Real-time Digital Simulator (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa, S. Urasaki, M. Inoue, M. Tomita, T. Kiss
  • 学会等名: International Conference on Magnet Technology 24 (MT24)
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of Longitudinal Homogeneity of In-field Local Critical Currents in Coated Conductors Based on Reel-to-reel Continuous Magnetization Method (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa, M. Kamihigoshi, T. Fukuzaki, K. Imamura, M. Inoue, T. Yoshida, M. Yoshizumi, T. Izumi, T. Kiss
  • 学会等名: International Conference on Magnet Technology 24 (MT24)
  • 発表場所: COEX, Seoul, Korea
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] 実時間デジタルシミュレータを用いたハードウェア閉ループ試験による電力系統と超伝導電力機器の過渡的相互作用の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浦崎 祥悟, 東川 甲平, 井上 昌睦, 富田 優, 木須 隆暢
  • 学会等名: 平成27年度電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 長尺RE-123線材におけるIc揺らぎの統計性に関する考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上津原 大, 東川 甲平, 井上 昌睦, 吉積 正晃, 和泉 輝郎, 木須 隆暢
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] GdBCO線材の高磁場下における長手方向Ic分布の連続測定と解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福崎 貴裕, 東川 甲平, 今村 和孝, 井上 昌睦, 吉田 朋, 吉積 正晃, 和泉 輝郎, 木須 隆暢
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 実時間デジタルシミュレータを用いたハードウェア閉ループ試験による鉄道用直流き電系統と超伝導電力機器の過渡的相互作用の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 浦崎 祥悟, 井上 昌睦, 富田 優, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2015年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] RE-123線材における磁界中局所臨界電流の長手方向分布の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 上吹越 将人, 福崎 貴裕, 今村 和孝, 井上 昌睦, 吉田 朋, 吉積 正晃, 和泉 輝郎, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2015年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] Investigation of In-field Spatial Homogeneity of Local Critical Current in Coated Conductor Based on Reel-to-reel Characterization Methods (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa, M. Kamihigoshi, D. Uetsuhara, T. Fukuzaki, Y. Nishiura, M. Inoue, T. Kiss, T. Yoshida, M. Yoshizumi, T. Izumi
  • 学会等名: Coated Conductors for Applications 2014 (CCA 2014)
  • 発表場所: Jeju Grand Hotel, Jeju, Korea
  • 年月日: 2014-12-02
• [学会発表] Characterization of In-plane Distribution of In-field Critical Current Density in RE-123 Coated Conductor Based on Reel-to-reel Scanning Hall-probe Microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Uetsuhara, Y. Nishiura, K. Higashikawa, K. Imamura, M. Inoue, T. Kiss, T. Yoshida, M. Yoshizumi, T. Izumi
  • 学会等名: 27th Int. Sympo. on Superconductivity (ISS2014)
  • 発表場所: Tower Hall Funabori, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] Characterization of Longitudinal Homogeneity of Local Critical Current in RE-123 Coated Conductor in High-field Condition Based on Reel-to-reel Magnetization Method (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kamihigoshi, K. Higashikawa, K. Imamura, M. Inoue, T. Yoshida, M. Yoshizumi, T. Izumi, T. Kiss
  • 学会等名: 27th Int. Sympo. on Superconductivity (ISS2014)
  • 発表場所: Tower Hall Funabori, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] Advanced Diagnostics of Superconducting Wires and Tapes for High-performance and Highly-functional Power Applications Supporting Large-scale Introduction of Renewable Energy (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa
  • 学会等名: 27th Int. Sympo. on Superconductivity (ISS2014)
  • 発表場所: Tower Hall Funabori, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] Spatial Homogeneity of Local Critical Current Density in Long Length RE-123 Coated Conductors (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa, M. Inoue, T. Kiss, A. Ibi, T. Yoshida, T. Machi, M. Yoshizumi, T. Izumi, Y. Shiohara, K. Kimura, T. Koizumi, N. Aoki, T. Hasegawa
  • 学会等名: Internaltional Union of Materials Research Societies - The IUMRS International Conference in Asia 2014 (IUMRS-ICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka University, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2014-08-26
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of Bending Tolerance of Coated Conductor Based on Reel-to-reel Continuous Critical Current Measurement (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa, Y. Nishiura, D. Uetsuhara, M. Inoue, T. Kiss, M. Yoshizumi, T. Izumi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference (ASC 2014)
  • 発表場所: Charlotte, NC, USA
  • 年月日: 2014-08-13
• [備考]
  • URL: http://super.ees.kyushu-u.ac.jp/jp/member/higashikawa/