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2009 年度 実績報告書

加速器用超大電流電源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21604013
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

和気 正芳  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (90100916)

キーワード大電流電源 / 超伝導 / 加速器 / 低電圧
研究概要

当初の計画では初年度に電流制御の回路開発・製作を予定していたが、予算の都合でこの製作は出来なかった。計画順序を変更し今年度は維1次電源の製作を先行させた。この電源装置は超低電圧で大電流を発生するのであるが、実験のためにはまず、高電圧の1次電源をコンパクトに製作する必要がある。これは3相トランスに整流器平滑器をつけたもので、特に大きな開発要素はないのだが、予算削減で内作する場合は製作に時間がかかるからである。設計面では、主として有限要素解析による漏れ磁場の計算を進めた。漏れ磁場の解析には三次元の磁場計算が必須である。計算コードにはANSYSを用い、スクリプト言語によりモデルを作成するプログラムを作って行った。近年の有限要素法応用は図面からモデルを作ることが主流になりつつあるが、それでは研究的な計算には不向きである。スクリプト言語を使ってモデルを記述する方法はパラメータを変化させるには大変便利であり有効性の高い方法であることがわかった。同様にANSYSを回帰的に用いて最適化を自動的に行うプログラムの作成も可能であり実際にこれを作成することも出来た。この手法はかなり有用なものであることがわかり、これを応用して幾つかの磁場計算問題を解いた。応用的効果として得られたFlux Jumpモデルや鉄の無い大型検出器磁石などはそれ自体が学会発友に値する結果なので超伝導・低温工学会で発表した。このような解析ツールの準備が出来たので次年度からは三次元の漏れ磁場のないトランスのシミュレーションに進むことが出来る。また、1次電源の準備も出来たのでチョッパーの実験も行うことが出来るようになった。Fermilabとの共同研究部分はこうした計算手法の開発についての協力が進められ上記のような成果を上げられている。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Magnetization, Low Field Instability and Quench of RHQT Nb3A1 Strands.2009

    • 著者名/発表者名
      R.Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Appl.Supercond. 19

      ページ: 2744-2480

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quench tests and FEM analysis of Nb3A1 Rutherford cables and small racetrack magnets.2009

    • 著者名/発表者名
      R.Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Appl.Supercond. 19

      ページ: 1116-1120

    • 査読あり
  • [学会発表] EXCELによるフラックスジャンプモデル2009

    • 著者名/発表者名
      和気正芳、山田隆治
    • 学会等名
      超伝導低温工学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2009-11-19
  • [学会発表] 鉄を使わない大型検出器磁石2009

    • 著者名/発表者名
      和気正芳、山田隆治
    • 学会等名
      超伝導低温工学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2009-11-18

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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