| 研究課題/領域番号 |
13450113
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
牟田 一彌 京都大学, 工学研究科, 教授 (70039270)
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| 研究分担者 |
中村 武恒 京都大学, 工学研究科, 助手 (30303861)
星野 勉 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10209231)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 高温超伝導バルク / ヒステリシスモータ / 捕捉磁束モータ / アキシャル型 / ラジアル型 / 同期化 / 有限要素法 / 等価回路 |
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| 研究概要 |
本研究では、高温超伝導バルク体を回転子に適用したモータの特性について基礎研究を行った。まず、高温超伝導バルク回転子の磁気特性とトルク発生機構との関係を明らかにするため、アキシャル型モータを設計・製作し、特性を精査した。また、有限要素法ならびに電気的等価回路によって理論解析を行った。その結果、始動時の静止トルク値が高温超伝導バルク回転子表面で計測した磁気ヒステリシスループ面積に一致することを明らかにし、始動時はバルクのピン止め特性によるヒステリシスモータとして動作していることを示した。また、ビスマス系バルクモータでは困難と考えられていた液体窒素冷却による同期速度回転に関して、運転温度と電機子起磁力を適切な範囲に設定することで可能なことを始めて明らかにした。さらには、同期引き入れ後の回転特性をサマリウム系とビスマス系バルクモータについて比較検討したところ、前者は捕捉磁束モータとして動作するのに対し、後者は磁束を捕捉しないヒステリシスモータとして動作することを示した。上記2種類のバルク回転子の違いは、その磁束ピン止め特性の相違に帰着できると考えられ、このピン止め力を強くすることによってトルク発生機構が変化すると考えられる。
また、上記成果をもとにラジアル型バルクモータを設計・製作した。使用する高温超伝導バルク材としては、Sm-123や、Bi-2223とY-123を組み合わせたハイブリッド型を計画しており、材料によるモータ特性の相違を明らかにする。製作は完成しており、今後詳細な試験を行っていく予定である。同モータでは、効率向上が見込める上に負荷接続が容易となることから、より実使用に近い試験を行う予定である。さらに、上記モータについても有限要素解析モデルを開発し、理論的特性評価を行うとともに、最適設計に役立てて行きたいと考えている。
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