| 研究概要 |
多数本の素線で構成されたケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の不規則交流損失を調べるために,導体内の素線位置を正確に3次元表示できる測定装置と自動計測システムを開発した。その結果,試作した81本の素線数を有する円形CIC導体を約10mmごとに切断して,測定し,それらの面での各素線位置を導体長手方向に内挿することにより,各素線の3次元配置を世界で初めて明瞭に示すことができた。測定した素線の3次元位置情報から,素線配置分布の統計学的推定のために,素線段階,1次,2次などの各撚線次数段階での素線の不規則変位分布が明確となり,それらに関する期待値や標準偏差などの統計的標本データを収集した。
また,CIC導体内の各素線の初期分布として,各次数の撚線が占める面積が同じとして断面内に本来配置されるべき素線の中心位置分布を計算するアルゴリズムを開発して任意の本数や撚り段数でも素線位置を推定できる数値解析プログラムを確立し。しかし,実際には,素線同士が圧縮力による押し合いを受けて本来の位置から圧縮を受けて変形する。このため,各素線の機械的なポテンシャルエネルギーの総和が最小となる位置を求める計算力学モデルを構築した。
さらに,不規則な交流損失は,素線間距離のループ内での積分値であるループの面積に対する投影面積に比例するので,ループ毎に計算される結合損失の全体の積分値を比較する。投影鎖交面積はX,Yの2方向で求めており,幅広面に垂直な方向をXと定義して,それぞれの方向に関する結合損失を求めた。矩形導体の結合損失は,81素線CIC導体の結合損失結果と比較すると,幅広面に垂直な方向の変動磁界に対して,損失が大きくなる可能性が始めて示唆された。これは,幅広面における素線軌跡が,矩形に圧縮される際に不規則な変化を受けやすいためと考えられる。
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