| 研究課題/領域番号 |
26630113
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
東川 甲平 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (40599651)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 高温超伝導線材 / マルチフィラメント / スイッチング素子 / 交流損失 / ハードウェア閉ループ試験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、高効率電力変換器の実現を目指した極細多芯高温超伝導薄膜スイッチング素子の開発である。環境への意識の高まりと電力自由化の流れから再生可能エネルギーの大量導入が期待されるが、その電力系統への連系と安定運用のために必要不可欠となる電力変換器に関して、無損失となることも期待される超伝導化の可能性を検討する。具体的には、超伝導スイッチング素子の実用化へのボトルネックとなっていた交流損失の問題を解決する高温超伝導線材の極細多芯（マルチフィラメント）化技術を開発し、さらに同線材のスイッチング動作を実証することを目指して、以下の成果が得られた。
・細線加工前スクリーニングによる電流容量の確保：昨年度では、多芯化による交流損失の低減は確認されたものの、電流容量の確保が困難となっており、この原因が細線加工前の線材の面内均一性によるものであることを明らかにしていた。本年度では、細線加工前の線材に対して予め面内均一性を評価し、その良好部に対して細線加工を施すことによって、電流容量を確保した上で交流損失を低減させることに成功した。
・スイッチング動作の実証：上記線材を用いたハードウェア閉ループ試験により、電力変換にも耐え得る高速なスイッチング動作を確認することに成功した。具体的には、従来では交流損失の問題から困難であったkHz程度の周波数帯域を有するスイッチング動作においても、発熱の問題はなくオン抵抗は即座にゼロに復帰し、超伝導技術による高効率な電力変換器用スイッチング素子の実現可能性を示すことができた。
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| 備考 |
未踏科学技術協会 第19回超伝導科学技術賞（受賞者：木須 隆暢, 井上 昌睦, 東川 甲平）
低温工学・超電導学会 平成28年度優良発表賞受賞予定（受賞者：上津原 大）
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