カーボンナノチューブによるナノスケール改質高温超伝導スーパーバルク磁石の試作

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15656075
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 星野 勉 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10209231)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牟田 一彌 京都大学, 工学研究科, 教授 (70039270) ; 中村 武恒 京都大学, 工学研究科, 助手 (30303861)
• Keywords: カーボンナノチューブ / スーバーバルク磁石 / 電磁力 / 機械的強度

Research Abstract

カーボンナノチューブは,QMG法,MTG法によるY系バルクの製作温度では,分解してしまうことが判明した。そこで,樹脂モールド材のフィラーとしてカーボンナノチューブを使用し,機械的強度と熱伝導性の向上をはかることとした。また,調査の結果Gd系バルクが比較的低い磁場で,捕捉磁場による電磁力によって自己破壊することが判明したので,機械的強度向上策の検証用試料として用いることとした。また,捕捉磁場測定のために,低磁場用着磁コイル装置を製作した。現在,Gd系バルクは金属管に嵌合された状態で販売されている。この嵌合されたものを参照試料とし,機械加工と樹脂モールドを施した試料の比較を行うこととした。本年度の大半は,調査と準備に費やされた。
また,バルク材の特性評価のため,円盤状バルク体を用いて電動機を試作し,その動作特性を評価した。Sm系バルク材,Y系バルク材を温度条件も変えて,そのピンニング力が異なる状態にし,駆動周波数による特性の相違を検討した。その結果、両者共に周波数依存性を有することが分かった。中心到達磁場以下では駆動周波数を高くするほどトルクは小さくなる。磁束クリープの影響で駆動周波数が低いほどHTSバルク回転子への磁束侵入が容易なので,同じ電流値を印加しても大きいトルクを発生する。中心到達磁場以上では,駆動周波数を高くするほどトルクはちいさくなる。これは,渦電流増加によるトルク増大のためであると考えられる。

Research Products

• [Publications] I.Muta, HJ.Jung, T.Nakamura, G.Morita, T.Hoshino: "Inverter-Fed Axial-Type High Tc Superconducting Bulk Motor"Electromotion. 10,3. 144-147 (2003)
• [Publications] I.Muta, T.Nakamura, HJ.Jung, N.Tanaka, T.Hoshino: "Starting and Steady State Characteristics of Axial-Type High Tc Superconducting Bulk Motor"Proceedings of 2003 International Conference on Electrical Machines and Systems. (2003)
• [Publications] 鄭憲俊, 中村武恒, 牟田一彌, 星野勉: "等価回路を用いたHTSバルクモータの温度特性評価"電気学会回転機研究会. 117-122 (2003)
• [Publications] T.Nakamura, HJ.Jung, N.Tanaka, I.Muta, T.Hoshino: "Steady State Characteristics of Axial-type Sm-123 Bulk Motor under Different Synchronous Speed"6th European Conference on Applied Superconductivity. (2003)
• [Publications] 鄭憲俊, 中村武恒, 三宅央倫, 牟田一彌, 星野勉: "アキシャル型高温超電導バルクモータの駆動周波数特性"平成16年度電気学会全国大会講演論文集. 5. 34 (2004)
• [Publications] 鄭憲俊, 中村武恒, 牟田一彌, 星野勉: "Bi-2223ならびにSm-1123バルクを回転子に適用したアキシャル型モータの特性比較"第69回2003年度秋季低温工学・超電導学会講演概要集. 237 (2003)