圧縮変形を考慮した大型ケーブルインコンジット超伝導体内の素線位置の最尤推定解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360118
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 八戸工業大学 (2012-2013); 東北大学 (2011)
• 研究代表者: 濱島 高太郎 八戸工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00314815)
• 研究分担者: 津田 理 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10267411) ; 宮城 大輔 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10346413)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 電気エネルギー工学 / 超伝導機器

研究概要

大型超伝導コイルではケーブル・イン・コンジット導体を用いるが，高磁界下で運転すると予期しない超伝導特性の劣化が発生する場合がある。この原因は，各素線が初期に予想されていた位置から大きく変位して外部磁界と不規則に鎖交して発生することによる。この特性劣化を究明するために，導体の製造パラメータ（素線占有率，撚りピッチなど）と圧縮変形を考慮した等面積法と各素線の機械的エネルギーを最小化する方法で3次元素線配置を解析し，実際の素線位置測定結果と比較した。その結果，種々の統計的指標が一致したので，この解析方法を基に特性劣化の原因を究明し，その対策を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Study on Resistance Distribution between Superconducting Strand and a Copper Sleeve in a CICC Joint Considering Three-Dimensional Strand Path (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morimura, D. Miyagi, M. Tsuda, T. Hamajima, T. Yagai, N. Koizumi, Y. Nunoya, K. Takahata, T. Obana
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: Vol.24(to be published) ページ: 4801404-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Contact Lengths of Strands with Cu Sleeves in CICC Joints (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinobu NAKAZAWA, Daichi ARAI, Toshiya MORIMURA, Daisuke MIYAGI, Makoto TSUDA, Takataro HAMAJIMA
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.7 ページ: 2403143-1-4
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2403143S
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ic analysis of Nb3Sn Strand Cable-in-Conduit Conductor under the Electromagnetic Force by the structural Mechanics (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Yagai, Takataro Hamajima
  • 雑誌名: Plasam and Fusion Research 巻: Vol.7 ページ: 2405026-1-4
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2405026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal Pitch Analysis Governing Contact Strand Number and Lengths With Cu Sleeves at CIC Joints (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakazawa, S. Teshima, D. Arai, D. Miyagi, M. Tsuda, T. Hamajima, T. Yagai, Y. Nunoya, N. Koizumi, K. Takahata, and T. Obana
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: Vol.22 ページ: 4802004-1-4
  • DOI: 10.1109/TASC.2011.2177616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of 3-D Locations of All Strands in CIC Conductor (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Miyagi, S. Teshima, S. Nakazawa, D. Arai, M. Tsuda, T. Hamajima, T. Yagai, N. Koizumi, Y. Nunoya, K. Takahata, and T. Obana
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: Vol.22 ページ: 4802104-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of strand positions in CIC conductor (2011)
  • 著者名/発表者名: Teshima, S. Nakazawa, M. Tsuda, T. Hamajima, T. Yagai, Y. Nunoya, K. Okuno, K. Takahata
  • 雑誌名: Physica C 巻: Vol.471 ページ: 1550-1553
  • DOI: 10.1016/j.physc.2011.05.236
  • 査読あり
• [雑誌論文] ケーブル・イン・コンジット導体ジョイントにおける超電導素線と銅スリーブ間の接触素線数と接触長分布に関する解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤忍, 手島翔太郎, 荒井大地, 宮城大輔, 津田理, 濱島高太郎, 谷貝剛, 布谷嘉彦, 小泉徳潔, 高畑一也, 尾花哲浩
  • 雑誌名: 低温工学 巻: Vol.46 ページ: 474-480
  • DOI: 10.2221/jcsj.46.474
  • 査読あり
• [学会発表] CIC 導体の撚りピッチがジョイント部の超電導素線-銅スリーブ間接触状況に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森村俊也, 渡部一晃, 宮城大輔, 津田理, 濱島高太郎, 谷貝剛, 高畑一也, 尾花哲浩
  • 学会等名: 平成25年度電気関係学会東北支部連合大会,2G11
  • 発表場所: 会津大学(福島)
  • 年月日: 2013-08-23
• [学会発表] Study on Resistance Distribution between Superconducting Strand and a Copper Sleeve in a CICC Joint Considering Three-Dimensional Strand Path (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morimura, D. Miyagi, M. Tsuda, T. Hamajima, T. Yagai, N. Koizumi, Y. Nunoya, K. Takahata, T. Obana
  • 学会等名: 23th International Conference on Magnet Technology, 2PoAA-06
  • 発表場所: Boston America
  • 年月日: 2013-07-16
• [学会発表] CIC 導体ジョイント部における超電導素線-銅スリーブ間の抵抗分布解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森村俊也, 宮城大輔, 津田理, 濱島高太郎,谷貝剛, 高畑一也, 尾花哲浩
  • 学会等名: 第87回2013年度春季低温工学・超電導学会講演概要集, 1C-p06, p39
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2013-05-13
• [学会発表] CIC 導体内の素線軌跡を考慮したラップジョイント部における接触抵抗分布解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森村俊也, 荒井大地, 宮城大輔, 津田理, 濱島高太郎, 谷貝剛, 小泉徳潔, 布谷嘉彦,高畑一也, 尾花哲浩
  • 学会等名: 電気学会超電導応用電力機器研究会, ASC-13-018
  • 発表場所: 産業技術総合研究所 つくば共用講堂
  • 年月日: 2013-01-16
• [学会発表] ケーブル製造工程と弾性エネルギーを考慮したCIC 導体内の三次元素線軌跡の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森村俊也, 中澤忍, 荒井大地, 宮城大輔, 津田理, 濱島高太郎, 谷貝剛, 小泉徳潔, 布屋嘉彦, 高畑一也, 尾花哲浩
  • 学会等名: 電気学会超電導応用電力機器研究会
  • 発表場所: 四日市じばさん三重
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Study on optimization of contact conditions between CIC conductors at joint region (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Arai, S. Nakazawa, T. Morimura, D. Miyagi, M. Tsuda, T. Hamajima, T. Yagai, Y. Nunoya, N. Koizumi, K. Takahata, T. Obana
  • 学会等名: ICEC 24 - ICMC2012
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2012-05-15
• [学会発表] Analysis of Contact Lengths of Strands with Cu Sleeves in CICC Joints (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinobu NAKAZAWA, Daichi ARAI, Toshiya MORIMURA, Daisuke MIYAGI, Makoto TSUDA, Takataro HAMAJIMA, Tsuyoshi YAGAI, Yoshihiko NUNOYA, Norikiyo KOIZUMI, Kazuya TAKAHATA and Tetsuhiro OBANA
  • 学会等名: 21st International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki Gifu, Japan
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] CIC 導体素線のケーブル表面に現れる分布特性について (2011)
  • 著者名/発表者名: 森村俊也, 中澤忍, 荒井大地, 宮城大輔, 津田理, 濱島高太郎, 谷貝剛, 布谷嘉彦, 小泉徳潔, 高畑一也, 尾花哲浩
  • 学会等名: 第85回2011年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集
  • 発表場所: 金沢歌劇座
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Optimal Pitch Analysis Governing Contact Strand Number and Lengths With Cu Sleeves at CIC Joints (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nakazawa, S. Teshima, D. Arai, D. Miyagi, M. Tsuda, T. Hamajima, T. Yagai, Y. Nunoya, N. Koizumi, K. Takahata, and T. Obana
  • 学会等名: The 22th International conference on Magnet Technology
  • 発表場所: Marseille, France
  • 年月日: 2011-09-12