超電導薄膜積層体を用いた高出力密度埋込磁石型モータに関する研究

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K13737
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21010:電力工学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 寺尾 悠 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (00777823)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 超電導モータ / 積層超電導体 / 埋込永久磁石型同期モータ

研究成果の概要

超電導技術は材料自身の電流密度が高いことから永久磁石の代わりの磁束源としてや磁気遮蔽材として有用な材料の一つであり、これらの特徴を生かすことで高出力密度な永久磁石型のモータを実現できる可能性がある。
本研究では、積層超電導体をIPMSMの界磁に適用した超電導IPMSM（S-IPMSM）を提案し、積層超電導体の着磁特性や、建設機械等をはじめとした大型車両への適用を前提とした大型のモータの電磁設計及び特性解析を行い、通常のIPMSMとの比較を行った。さらに基礎実験を行うための小型S-IPMSMの製作及び、これを用いてのモータ特性実験を行い積層超電導体使用の効果について検証した。

自由記述の分野

超電導工学、電気機器学

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般に超電導線材を低温半田で貼り合わせた積層超電導体は、バルク超電導体や永久磁石と比較して加工が容易で、様々な形状での使用が可能であるため、モータ等の電気機器類への応用が期待できる。
しかしながら、積層超電導体の製作及び特性に関する研究は近年活発に行われているが、応用関連の研究はあまり進んでおらず、実際のモータへ搭載しての実験的特性を考察した研究は少ない。このような点から本研究では積層超電導体の製作・着磁特性からモータの電磁設計、実験系の構築・試験までを行っており、将来的な積層超電導体の応用や超電導モータの実用化の観点から有用であると考えられる。