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2008 年度 実績報告書

高温超伝導かご型誘導同期発電機の全超伝導化と高出力化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20560268
研究機関京都大学

研究代表者

中村 武恒  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30303861)

キーワード高温超伝導 / かご型誘導機 / 同期回転 / 誘導回転 / 同期発電 / 風力発電 / ビスマス系高温超伝導 / 全超伝導化
研究概要

本年度は、数kW級の高温超伝導誘導/同期機(High Temperature Superconductor Induction/Synchronous Machine: HTS-ISM)を試作し、その特性を解析的かつ実験的に検討した。まず、市販のビスマス系高温超伝導テープ材をかご型2次巻線に適用したHTS-ISMについて、その微小なすべりを精密に計測した。その結果、液体窒素大気圧沸点(77 K)、駆動周波数60 Hzにおいて、すべりが無負荷で0.00001程度、負荷回転状態でも0.0001程度のオーダーであることが分かった。また、このすべり値は駆動周波数が小さくなるほど大きくなることを明確化した。さらには、非線形等価回路解析によって、上記すべりの原因が、ロータバーとエンドリングのバンダ接続抵抗に起因することを突き止めた。上記微小すべり、およびHTSテープ材の非線形電流輸送特性を考慮した特性解析コードを開発し、無負荷回転特性について、実験結果を定量的に再現できるコード開発に成功した。また、回転子巻線については、HTS巻線が常伝導転移してもすべり回転状態を維持できる超伝導/常伝導ハイブリッド2重かご形巻線構造を提案し、論文発表した。一方、固定子巻線の超伝導化についても、ビスマス系高温超伝導レーストラックコイルをベースとした3相2極構成について試作を完了した。即ち、上記HTS固定子巻線とHTSかご型2次巻線を組み合わせることにより、全超伝導HTS-ISMが完成することになり、現在鋭意試験準備を進めているところである。全超伝導かご型HTS-ISMが完成すれば、特に低速回転時におけるエネルギー変換効率が改善されると大いに期待される。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] An induction/synchronous motor having HTS/normal conductor hybrid doubie-cage rotor windings2009

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, K. Nagao, T. Nishimura, K. Matsumura
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology 22

      ページ: 045022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高温超電導誘導/同期機の発電特性に関する基礎研究2009

    • 著者名/発表者名
      中村武恒, 小蒲義夫, 松村一弘, 西村敏治, 長尾和昌, 鹿島直二, 長屋重夫
    • 雑誌名

      低温工学 44(3)

      ページ: 112-119

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Analysis of High Temperature Superconducting Induction /Synchronous Machine Based on the Nonlinear Electrical Equivalent2008

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, T. Nishimura, K. Nagao, K. Matsumura, Y. Ogama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Conference on Electrical Machines (6th-9th September 2008, Vilamoura

      ページ: 1278

  • [学会発表] ビスマス系かご形巻線を適用した高温超電導誘導/同期機における微小すべりの精密評価2009

    • 著者名/発表者名
      長尾和昌, 山田裕輝, 松村一弘, 西村敏治, 中村武恒, 雨宮尚之
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] 可変速制御を指向した高温超電導誘導/同期機の解析コード開発2009

    • 著者名/発表者名
      松村一弘, 中村武恒, 長尾和昌
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] 全超電導かご形誘導/同期機の試験2009

    • 著者名/発表者名
      西村敏治, 松村一弘, 山田裕輝, 長尾和昌, 中村武恒, 雨宮尚之
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-17

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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