超伝導磁束ポンプ方式による可変永久電流回路下のエネルギー貯蔵・発電に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650333
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 牟田 一弥 京都大学, 工学研究科, 教授 (70039270)
• キーワード: 超伝導 / 磁束ポンプ / 永久電流 / ブラシレス超伝導発電機 / ブラシレス励磁方式

研究概要

超伝導マグネットの応用は広く、永久電流モード下で使用される場合も多い。その場合、超伝導マグネットのパワーリ-ドの着脱と永久電流スイッチとの組み合わせによる励磁方式即ちエネルギー貯蔵方式が適用されている。本研究では、パワーリ-ドを要せず直接超伝導マグネットの励磁とエネルギー貯蔵が可能な超伝導磁束ポンプシステムを提案し、そのシステムの製作をおこない、超伝導発電機の超伝導界磁マグネットへのエネルギー貯蔵試験と超伝導発電機のブラシレス励磁方式への導入の可能性を実験的に検討し、以下のような点を明らかにした。
(1)超伝導磁束ポンプによって、着脱式のパワーリ-ドを必要とせず、超伝導マグネットを200A程度まで励磁し、エネルギー貯蔵が可能であることを確認した。
(2)製作した超伝導磁束ポンプは移動磁界型で、磁束の移動が速ければ励磁電流の増加は大きいこと、またポンプに印加する磁束が大きければ励磁電流の増加も大きいことなどが判明した。しかし、励磁電流は磁束ポンプの漏れインダクタンスのため最終的には飽和特性を示すことが分かった。
(3)超伝導磁束ポンプは、このポンプに印加する増加並びに減少のよって、永久電流を増減できることが分かった。
(4)この超伝導磁束ポンプを20kVA級超伝導発電機のブラシレス励磁系にくみこみ、安定した発電に成功した.

研究成果

• [文献書誌] H.Tsukiji,K.D.Choi,T.Hoshino E.Mukai,I.Muta: "Tests of Disk Type Magnetic Flux Pump with the Ability of High Voltage Output" Applied Superconductivity;IEEE Trans.(掲載予定). (1997)
• [文献書誌] T.Hoshino,I.Muta,H.Tsukiji,et al.: "Recovery Time of Superconducting Non-Inductive Reactor Type Fault Current Limiter" IEEE Transactions on Magnetics. 32,4. 2403-2406 (1996)
• [文献書誌] 築地浩,星野勉,牟田一弥,向井栄一: "磁束ポンプをもつブラシレス全超伝導発電機の負荷特性実験" 電気学会論文誌D. 116-D,11. (1996)
• [文献書誌] 牟田一弥,中田幸治,森田 洋,向井栄一: "超伝導発電機の永久電流モード運転時における短略故障時の過渡特性に関する考察" 平成9年電気学会全国大会論文集. (掲載決定). (1997)