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2023 年度 研究成果報告書

超伝導誘導回転機の電力機器応用のための基礎研究

研究課題

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研究課題/領域番号 19K04356
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関上智大学

研究代表者

高尾 智明  上智大学, 理工学部, 教授 (30245790)

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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード高温超伝導 / 超伝導誘導機 / UPS / 風力発電
研究成果の概要

本研究は誘導回転機の2次巻線を高温超伝導(HTS)線で構成した超伝導誘導回転機 (SIM)の動作特性を実験及び数値シミュレーションにより解析した。主要応用分野として,フライホイール型瞬時電圧低下補償装置(FWUPS),風力発電機(WPG)への応用について,1) 試作した液体窒素冷却3kW級SIMにより,2次巻線捕捉磁束によるUPS動作を実証し,3MVA級FWUPSについて数値シミュレーションによりその実現可能性を示した。 2) 5MVA級のSIMを用いたWPGの実現可能性を数値シミュレーションにより示した。

自由記述の分野

超伝導工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

大型のUPSは電池式,フライホイール式に関わらず高価な半導体電力変換装置を必要とする。これに対して,SIM を用いたFWUPSは構造が簡単で,電力変換装置を用いず,電源ラインにつないでおくだけでUPS効果が得られるため,導入コストの低減が期待できる。また,SIMを用いることにより軽量な大型風力発電装置の実現が期待できる。
本研究により,大型UPS,WPGへのSIMの適用性が示され,社会的意義は大きい。また,SIMの動的特性を解析する数値シミュレーションモデルが開発され,学術的意義もある。

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公開日: 2025-01-30  

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