| 研究課題/領域番号 |
12450113
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
住吉 文夫 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20136526)
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| 研究分担者 |
川越 明史 鹿児島大学, 工学部, 助手 (40315396)
川畑 秋馬 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (00244260)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| キーワード | 高温超伝導 / 線材 / 導体 / 損失 / 電流分布 / 電磁特性 / ピンニング / 電力機器 |
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| 研究概要 |
液体窒素冷却の超伝導電力機器実現への期待が高まっている。しかしながら、酸化物系の高温超伝導多芯テープ線材に生じる大きな交流損失と、その線材の幅広面に垂直に加わる横磁界により劣化する臨界電流特性が、大きな障害になっている。前者は、線材内の多数の薄い超伝導フィラメント同士があたかも一体の厚いテープ状バルク体として電磁気的に振舞い、通電電流は線材表面に近いフィラメントに局在して流れるためである。一方後者は、実用化に最も近いBi系テープ線材特有の現象である。
初年度の平成12年度は特に、Bi系多芯テープ線材の電流分布と交流損失との関連性について理論解析を行って、低損失化の方法を考察した。一方、交流損失測定法に関して従来の測定法を検討したところ、いづれの方法もその使用条件に多くの制限があり、本研究目的には適さないことが判った。そこで試料周辺のポインチングベクトルを特殊な方法で測るという新しい交流損失測定法を考案し装置の試作を行った。この測定装置を用いると、超伝導電力機器実用化にとって必要な様々な条件下での交流損失値が得られることを実際のテープ線材で実証した(「低温工学」誌に発表し論文賞を受賞した)。
最終年度の13年度は、前年度の検討の結果を基に、液体窒素冷却型超伝導電力機器の実現のために必要と考えられる具体的な基礎実験とその理論的な検討を行った。特に、オリジナルのポインチングベクトル法をソレノイドコイル形状試料に対しても適用できる様に装置を改良し、実際にBi系多芯テープ線材で作ったソレノイドコイルについて測定を行った。また、ダブルパンケーキ型のコイルで発生する損失についても詳細な測定を行った。これらの結果より、通電電流と横磁界が同時に印加される実用的な条件下におけるテープ線材の電磁特性が広い周波数領域にわたって明かになった。さらに、超伝導電力機器実現のための新しいコイル巻線法を採用すると、コイル特性がどのように向上するのかを、理論と実験の両面から明かにした。
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