| 研究概要 |
平成15年度に実施した常伝導シールドコイルで発生する電圧降下を打ち消すための補償電源についてのシミュレーションの結果を検証するため,同じく15年度に作成した模擬シールドコイル装置により,シールドの条件が満足されるか実験的な検討を行った。
このため先ず,完全な電圧補償がなされた場合を想定し,インダクタンスの関係がシールドの条件を満足出来るように,それぞれのコイルについて自己及び相互インダクタンスの計測を行い,コイル配置を調整し,完全なシールドシステムの完成を目指した。この場合,リード線の抵抗等が残り,ある程度の電圧降下が見られたが,システムの改良を行い,その影響は無視できるようになった。
平成15年度に実施した補償電源のシミュレーション結果に基づき,補償電源,制御プログラムを製作し,上述の模擬システムを用いて,本方式の検証を行った。この場合,シールドコイルの常伝導抵抗は回路に模擬抵抗を挿入することにより行った。試験結果ほとんどの入出力変動パターンにおいて,常伝導抵抗が補償され,シールド条件,つまり超伝導主コイルの電流変動が抑制される条件が満足されていることが確かめられた。
次にシールドコイルシステムにおける電磁力の解析を行った。つまりシールドコイルとしては機械的剛性の高い常伝導の銅のコイルを用いるが,シールドコイルには自分自身の磁界ばかりでなく主コイルの磁界も加わることになる。したがって電磁力も大きくなり,これを支持する方法を検討する必要がある。解析結果では,ここで検討の対象としている系統制御用SMESの規模ではコイルの受ける電磁力の平均的な力は十分小さいことが示された。ただ局所的には大きい応力が発生する可能性があり,有限要素等による検討が必要である。
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