研究課題
動力やエネルギーを変換する産業用機器では大幅な小型化、高出力化、高効率化がその系（システム）の効率化を加速させることができる。本研究で対象とする高温超伝導は、従来の磁性材料と比べて10 倍以上大きな電磁エネルギーを扱うことができる究極の先端材料であり機器の核としての活用が期待される。本研究は全超伝導回転機をテーマとした３年間の研究であり、平成３０年度は電磁解析によりその要素技術である「着磁」と「電機子」の機能を両有する「ハイブリッド超伝導電機子」の試作実証を推進した。15kW の実証機から主機１MWの設計を実施した。電機子と界磁子がそれぞれ極低温に冷却されるため、これまでの超伝導界磁を用いた回転機とは異なる冷却構造・着磁の仕組みを検討した。該当モデルについて実証実験について準備を実施し、試作モデル全体が30Kまで冷却できるシステムを研究協力を得ながら構築した。巻線に関しては、昨年度に調達済である超伝導コイルを研究室内にて多段化改造を施した二次プロトタイプ試作モデルの評価を実施した。製作した試作電機子モデルを電磁解析上で模擬することで着磁コイルとして１テスラ以上到達できる能力があることを検証した。また交流電流で20A 以上の通電を確認することを確認し、電磁解析結果と照らし合わせて、成立性検証を完了した。本研究では本研究成果より電機子の部分詳細設計およびMW級の概念設計完了した。次年度以降に成果発表を実施する予定である。３年間の成果については国際応用超電導会議（ASC2018）をはじめとした国内外の学会にて発表を行った。成果発表を通した関連研究者との意見交換より、全高温超伝導同期回転機に必要な界磁子及び電機子について次段階に位置付けられる研究開発の目標とすべき全超伝導回転機の課題についても見通しが立ってきた。また本研究成果の波及として、共同研究への発展する計画がある。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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IEEE Transactions on Applied Superconductivity(Early Access)
巻: 1 ページ: 1-1
10.1109/TASC.2019.2902427
平成３０年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会 論文集
巻: 1 ページ: ROMBUNNO.Po1-10
巻: 1 ページ: ROMBUNNO.Po1-5
http://tsuzuki-lab.net/
http://www.ice.toyota-ct.ac.jp/
