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高電流密度・高熱的安定性が両立する高温超伝導コイルシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26820101
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関早稲田大学

研究代表者

王 韜  早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), その他(招聘研究員) (60707818)

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 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード高温超伝導 / 超伝導マグネット / 高磁場化 / 回路解析 / 熱伝導解析 / 電磁場解析 / マグネット技術 / 高電流密度 / 高熱的安定性 / 高励磁特性 / 無絶縁高温超伝導コイル / 無絶縁コイルの保護技術 / 部分的要素等価回路 / 熱解析 / 常伝導転移検出法 / ピックアップコイル / 無絶縁コイル / 高温超伝導コイル / 過渡電磁的振舞い / 非絶縁コイル / 高温超電導コイル / 熱的安定性 / 層間接触抵抗 / 磁場遅れ / 電流減衰時定数 / 過渡的電磁・熱的振舞
研究成果の概要

NMR,MRIと医療用加速器において高磁場化による小型・高機能化が進められている。しかし,高磁場を達成するための高電流密度・高熱的安定性および高信頼性を同時に実現する必要があり,次世代コイル化技術において極めて重要な課題となっている。本研究は,部分的要素等価回路に基づく回路解析と有限要素法に基づく温度解析の連成数値解析プログラムを確立し,近年提案された“無絶縁高温超伝導巻線技術”の有効性と成立性を検証・評価しながら,目標である電流密度500A/mm2,励磁速度数十秒,および“Defect Irrelevant”効果を同時に満足する3T級MRI用高温超伝導コイルの設計に成功した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(MIT)(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evaluation on Quench Protection for No-Insulation REBCO Pancake Coil2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Oki, Aika Ikeda, Tao Wang, Atsushi Ishiyama, So noguchi, Katsutoshi Monma, Tomonori Watanabe, and Shigeo Nag
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY

      巻: 26 号: 4 ページ: 16010509-16010509

    • DOI

      10.1109/tasc.2016.2540001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analyses of transient behaviors of no-insulation REBCO pancake coils during sudden discharging and overcurrent2015

    • 著者名/発表者名
      Tao Wang, So Noguchi, Xudong Wang, Issei Arakawa, Katsuhiko Minami, Katsutoshi Monma, Atsushi Ishiyama, Seungyong Hahn, Yukikazu Iwasa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 25 号: 3 ページ: 7010920-7010920

    • DOI

      10.1109/tasc.2015.2393058

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Charging behavior in no-insulation REBCO pancake coils2015

    • 著者名/発表者名
      Xudong Wang, Tao Wang, Erika Nakada, Atsushi Ishiyama, Ryusei Itoh, So Noguchi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 25 号: 3 ページ: 6939656-6939656

    • DOI

      10.1109/tasc.2014.2365623

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Analysis on Dynamic Protection Method for m-Class No-Insulation Coil using a Paralleled Variable Resistance2016

    • 著者名/発表者名
      Tao Wang, So Noguchi, Atsushi Ishiyama
    • 学会等名
      IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation
    • 発表場所
      Miami, USA
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromagnetic and Thermal Behaviors in No-Insulation REBCO Pancake Coil2016

    • 著者名/発表者名
      Tao Wang, Atsushi Ishiyama, So Noguchi, Seungyong Hahn, Yukikazu Iwasa
    • 学会等名
      1st Asia ICMC and CSSJ 50th Anniversary Conference
    • 発表場所
      金沢市
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Detection Method for Local Normal-State Transition in No-insulaiton REBCO Pancake Coil2016

    • 著者名/発表者名
      Tao Wang, Yunhao Jia, Katzuki Katsumata, Atsushi Ishiyama, So Noguchi, Tomonori Watanabe, Shigeo Nagaya
    • 学会等名
      IEEE Conference on Applied Superconductivity
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] m級無絶縁REBCOパンケーキコイルの基礎特性評価:局所的常電導転移の検出法に関する提案2015

    • 著者名/発表者名
      王 韜,賈 昀昊,勝俣 一輝,池田 愛花,大木 隆宏,石山 敦士,野口 聡,門馬 克敏,渡辺 智則,長屋 重夫
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection Method of Local Normal-State Transition in No-Insulation REBCO Pancake Coil2015

    • 著者名/発表者名
      Tao Wang, Atsushi Ishiyama, So Noguchi, Katsutoshi Monma, Tomonori Watanabe, Shigeo Nagaya
    • 学会等名
      アジア応用超電導学会(ACASC 2015)
    • 発表場所
      中国・杭州・浙江大学
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無絶縁REBCOパンケーキコイルの局所的常電導転移時における 銅安定化層厚が熱安定性に対する影響2015

    • 著者名/発表者名
      王韜,池田愛花,大木隆宏,賈昀昊,石山敦士,野口聡,門馬克敏, 渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      茨城 産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁REBCOパンケーキコイルの遮断時のエネルギー回収特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      勝俣一輝,大木隆広,池田愛花,賈インコウ,王韜,石山敦士, 野口聡,門馬克敏,渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      茨城 産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁REBCOパンケーキコイルにおける局所的常電導転移の検出法2015

    • 著者名/発表者名
      賈昀昊,王韜,池田愛花,大木隆宏,石山敦士,野口聡,門馬克敏,渡辺 智則,長屋 重夫
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      茨城 産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁REBCOパンケーキコイルの通電特性解析と時間遅れに関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      勝俣一輝,大木隆広,池田愛花,荒川一誠,中田恵理香,南克彦,王韜,石山敦士, 野口聡,王旭東,渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都 東京都市大学世田谷キャンパス
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁および部分絶縁REBCOパンケーキコイルの通電特性解析・評価2015

    • 著者名/発表者名
      荒川一誠,中田恵理香,南克彦,大木隆広,池田愛花,王韜,石山敦士, 野口聡,王旭東,渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      電気学会研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-01-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁・部分絶縁REBCOパンケーキコイルの通電特性評価のための回路解析法2014

    • 著者名/発表者名
      荒川一誠,池田愛花,大木隆広,中田恵理香,南克彦,王韜,石山敦士, 王旭東, 野口聡,渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      コラッセふくしま
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁REBCOパンケーキコイルの過電流特性に関する数値解析・評価2014

    • 著者名/発表者名
      大木隆広,池田愛花,荒川一誠,南克彦,中田恵理香,王韜,石山敦士, 王旭東, 野口聡, Seungyong Hahn,Yukikazu Iwasa
    • 学会等名
      電気学会研究会
    • 発表場所
      茨城
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁REBCO線材を巻線したm級パンケーキコイルの励磁特性解析・評価2014

    • 著者名/発表者名
      池田愛花,大木隆広,王韜,石山敦士,野口聡,渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      東京都 タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁REBCO線材を巻線したパンケーキコイルの過電流通電特性に関する数値解析・評価2014

    • 著者名/発表者名
      王韜,池田愛花,大木隆広,王旭東,石山敦士,野口聡,Seungyong Hahn,岩佐幸和
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      東京都 タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁REBCO線材を巻線したパンケーキコイルの層間接触抵抗の解析・評価2014

    • 著者名/発表者名
      大木隆広,池田愛花,王韜,石山敦士,野口聡,Seungyong Hahn,岩佐幸和,渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      東京都 タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] waseda.pure.elsevier.com/en/persons/tao-wang

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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