| 研究課題/領域番号 |
19K04356
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
高尾 智明 上智大学, 理工学部, 教授 (30245790)
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| 研究分担者 |
坂本 織江 上智大学, 理工学部, 准教授 (40443262)
福井 聡 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70293199)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | SIMの動特性解析モデルの構築 / 動特性のシミュレーション / SIMの磁界解析 |
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| 研究実績の概要 |
令和２年度は新型コロナウイルスの感染拡大の影響を受けて実験の実施に大きな制約が生じたため、数値解析に集中することにした。その内容としては、研究計画の「②―２ ＳＩＭ（超電導誘導機）による機械系、電源系の結合システムとしての振る舞い示す解析モデルの構築」に関しての研究を行った。
(ａ) ＳＩＭの動特性シミュレーション解析モデルの構築と特性検討
ＳＩＭの特徴として、２次側巻線が超電導であるため、２次磁束を捕捉できるので、同期機器としての特性を示す。一方、非超電導の同期機は同期速度でしか動作しないのに対して、ＳＩＭはスリップがあると２次側巻線に抵抗が発生して誘導機として動作するため、運転の継続が可能である。このようなＳＩＭの特性を解析するためには、通常の回転機の動作解析モデルが適用できない。このため、ＳＩＭを電気－機械エネルギー変換機としてとらえ、２次側巻線が抵抗状態から超電導状態になることを考慮したＳＩＭの動特性解析モデルを構築し、動特性解析シミュレーションプログラム（MATLAB）によって解析できるようにした。これにより、ＳＩＭの負荷変動に対する応答、動作安定性について数値的に検討を行った。
(ｂ) ＳＩＭの磁界分布解析
本研究で対象としている、鉄心を用いた１次銅巻線、１次ＨＴＳ巻線型のＳＩＭについて、電磁現象面からの解析モデルを作り、実験用のＳＩＭについて励磁電流、トルク特性を解析するようにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナの影響のため学外業者の大学入構への制約があり、令和元年度にほぼ完成していた実験装置の運転・調整等ができず、実験が行えなかった。このため、解析結果と実験結果の比較、SIMの運転特性に関する研究が滞った。
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| 今後の研究の推進方策 |
解析に関しては、令和２年度に構築したシミュレーションプログラムにより、SIMを用い瞬時停電対策電源のとしての特性、さらに、SIMの大規模風力発電機の系統連系特性についての検討を行う予定である。
実験に関しては、新型コロナの影響の深刻具合によるが、実験装置を稼働できる状況にするようにし、実験を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度（令和２年度）は、新型コロナウイルスの感染拡大のため実験の実施に大きな制約が生じ、現有設備のコンピュータを用いた数値解析に集中することにしたため、次年度使用額が生じた。
来年度（令和３年度）は、新型コロナウイルスの感染がある程度収束し実験が実施できる状況であれば、発電機としての各種特性評価試験、電動機としても同様の試験を実施する予定である。
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