研究課題
本研究では，申請者が提案するHTSコイルを用いた回転型アルミ誘導加熱装置の実用化に向けて，そのキーコンポーネントであるHTSコイルシステムに要求される高安定性・高運転信頼性を得るために，我々の提案する集合導体を用いた無絶縁コイル方式（集合導体NIコイル）を適用し実証を行うことを目的としている。まず，集合導体NI方式の小型試験コイルを用いて，安定性・クエンチ特性の基礎評価を行った。試験コイルは4本並列の集合導体を用いた円形構造とし，並列導体を構成する線材間は銅薄膜テープを挟んで低接触抵抗とし，並列導体間にはSUSテープを共巻にすることにより，線材間接触抵抗よりも導体間の接触抵抗が高抵抗になるようにしている。また，一部分にヒータを設置し，人為的に微小な超伝導劣化部を模擬できるようにして，線材間の電流転流による復帰特性を調査し基礎データを取得した。測定と並行して，並列集合導体NIコイルの等価回路・熱連成解析モデルを構築した。これに基づき，並列集合導体を用いた小型NIコイルの実験データを解析により検証した。更に，長方形小型コイルを試作し，その評価を行った。コイルの直線部の導体密着力を確保するために，厳密には直線とせずに，わずかに曲率を持つようにした。円弧部と直線部の両方にヒータを設置し，ヒータクエンチ時の電流転流の差異を評価した。ヒータクエンチ後の復帰特性を液体窒素冷却で測定した。その結果，コイル円弧部と直線部において，ヒータによる擾乱入力時の局所的な電流転流特性に大きな差異は見られなかった。この結果より，長方形コイルにおいては，直線部を厳密な直線とせずにわずかに曲率を持つようにすることにより，NIコイルとしての安定性を維持できると考えられる。これらの結果に基づき，より大きな長方形モデルコイルを作製し，液体窒素及び冷凍機冷却で通電試験及び各種の測定を実施し，性能検証を行った。
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IEEE Transactions on Applied Superconductivity
巻: 32 ページ: 4600205
10.1109/TASC.2021.3136801
